精品解析：山东省临沂第一中学2024-2025学年高三上学期1月月考物理试题

临沂一中北校区高三上学期1月阶段性监测 物理 注意事项： 1.答题前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、座号、考生号、县区和科类填写到答题卡和试卷规定的位置上。 2.第I卷每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。 3.第I卷必须用0.5毫米黑色签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应的位置；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不能使用涂改液、胶带纸、修正带。不按以上要求作答的答案无效。 一、单项选择题（每题3分共24分） 1. 2023年8月24日，日本福岛核电站启动核污染水排海，核污染水里含高达64种核放射性元素，其中碘129的半衰期为1570万年，其衰变方程为，下列说法正确的是（　　） A. 核污染水被稀释后碘129的半衰期变长 B. 衰变生成了电子，说明原子核中存在电子 C. X核内的中子数为76 D. 的比结合能小于的比结合能 2. 电荷耦合原件（CCD）被普遍使用在数码相机中，CCD通过光电效应使光信号转化为电信号。CCD发明者被授予2009年的诺贝尔物理学奖。现有一个蓝色光源以的功率均匀地向各个方向发射波长为的蓝光，某数码相机使用圆形CCD拍摄蓝色光源，该CCD直径为，该相机距离光源为，拍摄时间为，则CCD拍摄到的该光源的光子数约为多少？（　　）已知光速为，普朗克常量为，不计空气对光的吸收。 A. 4 B. 400 C. D. 3. 如图所示，正方形四个顶点固定四个等量点电荷，其中A、B带正电，C、D带负电，O、M、N为边的四等分点，E、F分别为、的中点，L为的中点，下列说法不正确的是（　　） A. M、N两点电场强度大小相同 B. M、N两点电势相同 C. E、F、L三点电势相同 D. 将试探电荷从E沿直线移动到F，电场力做负功 4. 如图所示，空间中存在水平向左的匀强电场E，质量为M的劈形木块静止在粗糙水平面上，在劈形木块上有质量为m带电量为的光滑小球被轻绳拴住悬挂在天花板上，绳子处于伸直状态，已知绳子与竖直方向的夹角为，斜面倾角为，重力加速度为g，整个装置处于平衡状态，下列说法正确的是（　　） A. 小球一定受到四个力的作用 B. 木块对地面的摩擦力可能水平向左 C. 木块对地面的摩擦力可能为零 D. 撤去斜面，将电场由如图所示位置顺时针缓慢旋转至竖直向上，过程中细绳与竖直方向角度始终为，则此过程中绳上的拉力最小值为 5. 我国航天事业持续飞速发展，2021年5月，“天问一号”探测器成功在火星软着陆，我国成为世界上第一个首次探测火星就实现“绕、落、巡”三项任务的国家。为了简化问题，可以认为探测器A、B在同一平面上绕太阳做匀速圆周运动，如图1所示。已知探测器A的运行周期为，探测器B的运行周期为。则下列说法正确的是（　　） A. 探测器A的运行周期大于探测器B的运行周期 B. 从图1所示位置再经过的时间，探测器A、B将再次处于相同的位置关系 C. 若图1中探测器A要与探测器B对接，探测器B可减速后实现对接 D. 图2中，质量为火星探测器经过B点时速度为，在极短的时间内喷出部分气体，喷气后探测器质量变为、速度变为与垂直的。则喷出气体速度u的大小为 6. 某列沿x轴正方向传播的简谐横波，在时的波形图如图所示，P为平衡位置在处的质点。已知该波在此介质中的传播速度为，关于该波，下列说法正确的是（　　） A. 从时刻开始再经过0.125秒，P点走过的路程为 B. P点沿y轴做简谐运动的表达式为 C. 从时刻开始，经0.25秒质点P沿x轴正方向传播了 D. 该波在传播过程中，若遇到长的障碍物，不能够发生明显的衍射现象 7. 利用薄膜干涉原理可以测量金属丝的直径。将矩形的平行薄玻璃板AB放在水平标准工件的上面，右侧垫有粗细均匀的直金属丝，在标准工件与玻璃板之间形成一个楔形空气膜，其截面如图所示。用波长为λ的光，垂直标准工件方向射向玻璃板，在玻璃板上方形成平行条纹，测出相邻亮条纹中心间的距离为Δx，金属丝与标准工件的接触点D到楔形顶端C点的距离为L，以下说法正确的是（　　） A. 条纹方向平行于CD B. 金属丝的直径 C. 当金属丝向右移动少许时，Δx变小 D. 在同一位置换用更细的金属丝时，Δx变小 8. 如图甲所示，小木块和（可视为质点）用轻绳连接置于水平圆盘上，的质量为，的质量为m。它们分居圆心两侧，与圆心的距离分别为，，、与盘间的动摩擦因数相同且均为。圆盘从静止开始绕转轴极缓慢地加速转动，木块和圆盘保持相对静止。表示圆盘转动的角速度，在角速度增大到一定值的过程中，、与圆盘保持相对静止，所受摩擦力与满足如图乙所示关系，图中。下列判断正确的是（　　） A. 图线（1）对应物体a B. C. D. 时绳上张力大小为 二、多项选择题（每题4分，共16分） 9. 飞盘是一项新兴运动项目。在某场比赛中，运动员甲以大约的速度带飞盘沿直线进攻，他的队友乙正以的速度同向奔跑，时刻，两人恰好齐头并进且相距。从该时刻起，乙的速度保持不变，甲由于受到对方队员的围堵，以大小为的加速度做匀减速直线运动直至停止。若甲根据经验判断自己与乙之间的距离在以内才有把握成功的将球传给乙，从时刻开始，甲在哪些时刻伺机把飞盘传出，可以顺利传给乙（　　） A. B. C. D. 10. 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为，、接一输出电压恒为U的正弦交流电源，其中为滑动变阻器，、为定值电阻，电流表、电压表均为理想电表，下列判断正确的是（　　） A. 电压表的示数为 B. P向下缓慢滑动的过程中，变小，变大 C. P向下缓慢滑动的过程中，消耗的功率增大 D. P向下缓慢滑动的过程中，， 11. 如图甲，为农民用水泵抽取地下水灌溉农田的场景，灌溉系统由电动机、水泵、输水钢管组成。图乙为灌溉系统示意图，地下水源水面距地表，安装水泵时将输水钢管竖直插入水井与地下水源连通，水管横截面积，水泵出水口离地表高度，水从管口以恒定速度沿水平方向喷出，管口截面上各处水流速相同，大小均为，水落到水平地面瞬间竖直速度减为零，水平速度保持不变。已知该灌溉系统的抽水效率，水的密度，取重力加速度大小，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 喷出的水在出水口和落地点之间的总体积为 B. 水泵每秒对水流做的功为 C. 水流对水平落地点的冲击力大小为 D. 电动机的输入功率为 12. 如图所示，宽度为的水平宽导轨左侧平滑连接倾斜导轨，右侧连接宽度为的水平窄导轨，宽窄导轨区域分别有竖直向上的匀强磁场和，。一质量为、电阻为的导体棒静止在窄导轨区域，另一质量为、电阻为的导体棒由倾斜导轨h高处静止滑下。宽窄导轨长度足够，不计导轨电阻和一切摩擦，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 导体棒进入水平宽导轨时的速度 B. 两导体棒达到稳定状态后，导体棒速度 C. 整个过程在导体棒上产生的焦耳热 D. 整个过程通过导体棒的电荷量 三、实验题（13题6分，14题8分） 13. 某同学利用激光方向性和单色性好的特点，借助“插针法”测量一圆柱玻璃对特定频率的光的折射率。主要步骤如下： 如图甲所示，木板上固定好白纸，放好圆柱玻璃，在圆柱玻璃底面边界描点。调节左侧激光入射角，在激光照射到的位置竖直插针，使之恰好挡住光线，确定光路，如图乙所示。移除圆柱玻璃，确定圆柱横截面的圆心和圆周边界，作光路图。 （1）以下关于实验操作的描述中正确的是___________。 A. 为方便作图，可用铅笔环绕圆柱底部一周作圆周边界 B. 图乙中插针顺序依次为或 C. 插针时，和离圆柱玻璃近一些测量更准确 D. 若入射角过大，会发生全反射而观察不到出射光线 （2）如图丙所示，以入射点为圆心，适当长度为半径作圆，与入射光线和折射光线分别交于M、N两点，过M、N两点作法线的垂线分别交于P、Q两点，测得长度分别为，则折射率___________（用或表示） （3）若该同学在作图时，将圆柱体横截面半径画得略偏大，圆心仍是准确的，这样会导致折射率的测量值___________。（填“偏大”、“偏小”或“无影响”） 14. 如图（a）所示，恒流源输出的电流大小恒定，与电流表G的满偏电流相同，电流表G的内阻为。现对一只数字已模糊的电阻箱重新标记，将电阻箱和电流表G如图（a）接入电路，闭合开关，调整电阻箱的旋钮到不同位置，分别读出电流表G的示数I，根据电流表G的示数和不同旋钮位置可对电阻箱旋钮刻度进行标定。 （1）请你利用此电路分析出电阻箱接入电路的电阻与电流表的示数I之间的表达式___________。（结果用题中的字母表示） （2）某同学采用如图（b）虚线框中所示结构模拟恒流源，先闭合，断开，调节使电流表G满偏；然后保持的滑片位置不动，闭合，调整电阻箱的旋钮到不同位置，用（1）中相同的方法标定电阻值。为了减少误差，在选择电源与滑动变阻器时，应尽量选择电动势___________（填“大”或“小”）一些的电源。 （3）用图（b）所示电路进行测量时，的测量值将___________（填“偏大”或“偏小”），且电阻箱接入电路的阻值越大，误差将___________（填“越大”或“越小”或“不变”）。 四、计算题（15题8分、16题8分、17题14分、18题16分） 15. 如图所示，“空气枪”是一款利用压缩空气将乒乓球射出的小玩具，深受小朋友们喜爱。其主要构件是由一塑料圆筒，圆筒左侧用弹性橡胶膜密封，圆筒下侧接一单向通气阀门（气体只能从外向内流动），阀门右侧连接一光滑塑料管。其使用方法是先用手拉动后面的橡胶膜，抽取一定量的空气后，迅速放手，橡胶膜在恢复原状的过程中压缩空气，从而产生内外压强差，空气从管口冲出形成冲力将乒乓球射出。已知“空气枪”在未使用前的容积为，拉动橡胶膜至释放前的容积变为，大气压强为，整个过程中“空气枪”中的空气温度等于环境温度不变。 （1）若橡胶膜恢复原状瞬间，球未射出，气体没有泄露，试求橡胶膜恢复原状瞬间“空气枪”内部空气压强。 （2）若某次发射中发现乒乓球射出距离偏小，经检测橡胶膜恢复原状瞬间，“空气枪”内部空气压强为，试求此时已泄露的空气质量与仍在“空气枪”内部的空气质量之比。 16. 据史载，战国时期秦楚之战中就有使用投石机的战例。最初的投石车结构很简单，一根巨大的杠杆，长端是用皮套或是木筐装载的石块，短端系上几十根绳索，当命令下达时，数十人同时拉动绳索，利用杠杆原理将石块抛出。某学习小组用如图所示的模型演示抛石过程。质量的石块装在长臂末端的口袋中，开始时口袋位于水平面并处于静止状态。现对短臂施力，当长臂转到与竖直方向夹角为时立即停止转动，石块以的速度被抛出后打在地面上，石块抛出点P离地面高度，不计空气阻力，重力加速度g取，求： （1）抛出后石块距离地面的最大高度； （2）在石块运动轨迹最高点左侧竖立一块长度的木板充当城墙挡住石块，木板离石块抛出点最近距离。 17. 如图为竖直平面内的直角坐标系，x轴上方存在无穷大的竖直向上的匀强电场区域，电场强度为（大小未知）。x轴上方有矩形区域，下方有矩形区域，边与x轴重合，边的中点与坐标原点重合，矩形区域内存在水平向右的匀强电场，电场强度为，矩形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B。P点在a点正上方高h处，Q点与P点在同一水平线上，先将一质量为m的带电荷量的小球A，从Q点以某一初速度水平抛出，小球可以从Q匀速运动到P点进入磁场区域，经磁场偏转后从边进入矩形电场区域，在电场中做直线运动，速度方向与x轴正方向夹角为；又有另一质量仍为m的带电荷量的小球B，从边同一位置以相同的速度射入矩形电场，从边离开矩形区域时速度方向竖直向下。（已知重力加速度为） （1）求匀强电场大小。 （2）求小球在抛出点Q的初速度。 （3）求矩形边高度L； 18. 如图所示，一水平传送带以速度逆时针转动，其左端A点、右端B点分别与两光滑水平台面平滑对接，已知A、B两点间的距离，质量的小车放在光滑水平地面上，小车左端上表面与传送带右侧的光滑平台平滑对接，小车右端不远处是一固定的挡板。左边水平台面上有一质量的小物块，将小物块从压缩弹簧的右端由静止释放（小物块与弹簧不拴接，滑上传送带前已经脱离弹簧）。小物块以水平速度滑上小车，小车与右侧挡板发生弹性碰撞。物块与传送带之间、物块与小车之间的动摩擦因数均为0.3，重力加速度取，如果小车与挡板碰撞反弹后过一段时间能停下来，求： （1）弹簧最初储存的弹性势能； （2）小车右端与挡板的距离； （3）若物块始终未从小车上掉下，小车的最短长度是多少？ （4）若不改变其他条件，让质量为的小物块将弹簧压缩到相同位置由静止释放，传送带改为顺时针转动，求小车停下来时运动的总路程。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 临沂一中北校区高三上学期1月阶段性监测 物理 注意事项： 1.答题前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、座号、考生号、县区和科类填写到答题卡和试卷规定的位置上。 2.第I卷每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。 3.第I卷必须用0.5毫米黑色签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应的位置；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不能使用涂改液、胶带纸、修正带。不按以上要求作答的答案无效。 一、单项选择题（每题3分共24分） 1. 2023年8月24日，日本福岛核电站启动核污染水排海，核污染水里含高达64种核放射性元素，其中碘129的半衰期为1570万年，其衰变方程为，下列说法正确的是（　　） A. 核污染水被稀释后碘129的半衰期变长 B. 衰变生成了电子，说明原子核中存在电子 C. X核内的中子数为76 D. 的比结合能小于的比结合能 【答案】D 【解析】 【详解】A．半衰期只由原子核自身决定，将核污水稀释后，原子核的半衰期不变，故A错误； B．衰变过程中的电子是由核内中子转化为质子释放出来的，并不是原子核中存在电子，故B错误； C．根据衰变方程的质量数守恒可得 根据衰变方程的电荷数守恒可得 则X核内的中子数为 故C错误； D．衰变过程释放能量，反应后的比反应前的更稳定，则的比结合能小于的比结合能，故D正确。 故选D。 2. 电荷耦合原件（CCD）被普遍使用在数码相机中，CCD通过光电效应使光信号转化为电信号。CCD发明者被授予2009年的诺贝尔物理学奖。现有一个蓝色光源以的功率均匀地向各个方向发射波长为的蓝光，某数码相机使用圆形CCD拍摄蓝色光源，该CCD直径为，该相机距离光源为，拍摄时间为，则CCD拍摄到的该光源的光子数约为多少？（　　）已知光速为，普朗克常量为，不计空气对光的吸收。 A. 4 B. 400 C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】蓝光按照球面模型辐射，，，，，则相机接收到的能量为 设CCD拍摄到的该光源的光子数约为，有 联立解得 故选B。 3. 如图所示，正方形四个顶点固定四个等量点电荷，其中A、B带正电，C、D带负电，O、M、N为边的四等分点，E、F分别为、的中点，L为的中点，下列说法不正确的是（　　） A. M、N两点电场强度大小相同 B. M、N两点电势相同 C. E、F、L三点电势相同 D. 将试探电荷从E沿直线移动到F，电场力做负功 【答案】D 【解析】 【详解】根据电场的叠加及对称性可知，M、N两点电场强度大小相同，电势相同，E、F、L三点在同一条等势面上，三点电势也相同，将试探电荷从E沿直线移动到F，电场力不做功。 本题选择不正确的，故选D。 4. 如图所示，空间中存在水平向左的匀强电场E，质量为M的劈形木块静止在粗糙水平面上，在劈形木块上有质量为m带电量为的光滑小球被轻绳拴住悬挂在天花板上，绳子处于伸直状态，已知绳子与竖直方向的夹角为，斜面倾角为，重力加速度为g，整个装置处于平衡状态，下列说法正确的是（　　） A. 小球一定受到四个力的作用 B. 木块对地面的摩擦力可能水平向左 C. 木块对地面的摩擦力可能为零 D. 撤去斜面，将电场由如图所示位置顺时针缓慢旋转至竖直向上，过程中细绳与竖直方向角度始终为，则此过程中绳上的拉力最小值为 【答案】C 【解析】 【详解】A. 对小球受力分析，小球受到电场力，重力，支持力和细线拉力，如果重力和电场力和拉力三力平衡，则没有支持力，故A错误； BC. 对小球，斜面体整体分析，因为拉力在水平方向的分力要么大于电场力，要么等于电场力，所以地面对物块的摩擦力要么水平向左，要么没有摩擦力，由牛顿第三定律可知，木块对地面的摩擦力可能水平向右，可能没有。故B错误，C正确； D.撤去斜面，将电场由如图所示位置顺时针缓慢旋转至竖直向上，过程中细绳与竖直方向角度始终为30°，则此过程中当绳上的拉力一直减小，当电场线方向竖直向上时，拉力最小，由于条件不足，求不出最小值。 故D错误。 故选C。 5. 我国航天事业持续飞速发展，2021年5月，“天问一号”探测器成功在火星软着陆，我国成为世界上第一个首次探测火星就实现“绕、落、巡”三项任务的国家。为了简化问题，可以认为探测器A、B在同一平面上绕太阳做匀速圆周运动，如图1所示。已知探测器A的运行周期为，探测器B的运行周期为。则下列说法正确的是（　　） A. 探测器A的运行周期大于探测器B的运行周期 B. 从图1所示位置再经过的时间，探测器A、B将再次处于相同的位置关系 C. 若图1中探测器A要与探测器B对接，探测器B可减速后实现对接 D. 图2中，质量为火星探测器经过B点时速度为，在极短的时间内喷出部分气体，喷气后探测器质量变为、速度变为与垂直的。则喷出气体速度u的大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据开普勒第三定律有 解得探测器A的运行周期小于探测器B的运行周期为，A错误； B．设探测器A、探测器B运行角速度分别为、，有 ， 根据运动关系 解得 B错误； C．探测器B减速后做向心运动，轨道半径减小，速度会增大，运行轨道半径难以控制，故图1中探测器A要与探测器B对接，应使A加速后运行到高轨道后与B对接，C错误； D．喷出气体的质量为 喷出气体前探测器与所喷出气体组成的系统初动量 喷出气体后探测器末动量为 喷出气体前后、方向垂直，建立如图所示Oxy直角坐标系。 喷出气体速度u在x、y方向上的分量分别为ux、uy，根据动量守恒定律 x方向有 y方向有 喷出气体速度满足 联立可得 D正确。 故选D。 6. 某列沿x轴正方向传播的简谐横波，在时的波形图如图所示，P为平衡位置在处的质点。已知该波在此介质中的传播速度为，关于该波，下列说法正确的是（　　） A. 从时刻开始再经过0.125秒，P点走过的路程为 B. P点沿y轴做简谐运动的表达式为 C. 从时刻开始，经0.25秒质点P沿x轴正方向传播了 D. 该波在传播过程中，若遇到长的障碍物，不能够发生明显的衍射现象 【答案】A 【解析】 【详解】A．由图可知波长为4m，则周期为 s 从时刻开始再经过0.125s= T，P点走过的路程为，故A正确； B．波向右传播，根据平移法可知P点从平衡位置向上振动，则P点沿y轴做简谐运动的表达式为 C．P点只能在平衡位置附近振动，不能“随波逐流”，故C错误； D．由图可知波长为4m，该波在传播过程中，若遇到长的障碍物，能够发生明显的衍射现象，故D错误； 故选A。 7. 利用薄膜干涉原理可以测量金属丝的直径。将矩形的平行薄玻璃板AB放在水平标准工件的上面，右侧垫有粗细均匀的直金属丝，在标准工件与玻璃板之间形成一个楔形空气膜，其截面如图所示。用波长为λ的光，垂直标准工件方向射向玻璃板，在玻璃板上方形成平行条纹，测出相邻亮条纹中心间的距离为Δx，金属丝与标准工件的接触点D到楔形顶端C点的距离为L，以下说法正确的是（　　） A. 条纹方向平行于CD B. 金属丝的直径 C. 当金属丝向右移动少许时，Δx变小 D. 在同一位置换用更细的金属丝时，Δx变小 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据薄膜干涉原理，干涉条纹平行等宽，方向应垂直于CD方向，故A错误； B．设金属丝直径d，玻璃板与标准工件间夹角为α，由几何关系有 当光垂直标准工件方向射向玻璃板时，得到干涉条纹，相邻两条纹对应劈尖厚度差为 由几何关系有 则 则 故B正确； C．当金属丝向右移动少许时，即L增大，则变大，故C错误； D．在同一位置换用更细的金属丝时，L不变，d减小，则变大，故D错误。 故选B。 8. 如图甲所示，小木块和（可视为质点）用轻绳连接置于水平圆盘上，的质量为，的质量为m。它们分居圆心两侧，与圆心的距离分别为，，、与盘间的动摩擦因数相同且均为。圆盘从静止开始绕转轴极缓慢地加速转动，木块和圆盘保持相对静止。表示圆盘转动的角速度，在角速度增大到一定值的过程中，、与圆盘保持相对静止，所受摩擦力与满足如图乙所示关系，图中。下列判断正确的是（　　） A. 图线（1）对应物体a B. C. D. 时绳上张力大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．角速度较小时，两物体受静摩擦力提供向心力，对a有 对b有 则角速度较小时，b的静摩擦力较小，则图（1）对应物体b，故A错误； B．当角速度达到时，设绳子拉力为，对a、b有 当角速度达到时，设绳子拉力为，对a、b有 解得 故B错误； C．当角速度达到时，b受最大静摩擦力提供向心力，有 当角速度达到时，设绳子拉力为，对a、b有 解得 故C错误； D．由上述分析可知 联立解得 故D正确； 故选D。 二、多项选择题（每题4分，共16分） 9. 飞盘是一项新兴运动项目。在某场比赛中，运动员甲以大约的速度带飞盘沿直线进攻，他的队友乙正以的速度同向奔跑，时刻，两人恰好齐头并进且相距。从该时刻起，乙的速度保持不变，甲由于受到对方队员的围堵，以大小为的加速度做匀减速直线运动直至停止。若甲根据经验判断自己与乙之间的距离在以内才有把握成功的将球传给乙，从时刻开始，甲在哪些时刻伺机把飞盘传出，可以顺利传给乙（　　） A. B. C. D. 【答案】AC 【解析】 【详解】由题意可知甲要想把飞盘传给乙，则两人沿同一方向的位移之差小于 设当经过时间为t时两人之间距离恰好为6m，则 解得 t=2s或t=6s或 甲停止运动的时间为 则两人间距小于10m时应该在0~2s和6s~之间。 故选AC。 10. 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为，、接一输出电压恒为U的正弦交流电源，其中为滑动变阻器，、为定值电阻，电流表、电压表均为理想电表，下列判断正确的是（　　） A. 电压表的示数为 B. P向下缓慢滑动过程中，变小，变大 C. P向下缓慢滑动的过程中，消耗的功率增大 D. P向下缓慢滑动的过程中，， 【答案】BD 【解析】 【详解】A．变压器原线圈两端的电压为 根据理想变压器原副线圈电压与线圈匝数的关系 电压表的示数为 故A错误； BC．设副线圈总电阻为，则副线圈的等效电阻为，P向下缓慢滑动的过程中，滑动变阻器接入电阻的阻值增大，副线圈等效电阻增大，原线圈中电流减小，变小，原线圈两端的电压增大，原副线圈匝数不变，则副线圈两端的电压增大，根据理想变压器原副线圈电流与线圈匝数的关系，副线圈中电流减小，消耗的功率减小，故B正确，C错误； D．P向下缓慢滑动的过程中，根据欧姆定律 可得 根据理想变压器原副线圈电流与线圈匝数的关系 可得 根据理想变压器原副线圈电压与线圈匝数的关系 可得 可得 故D正确。 故选BD。 11. 如图甲，为农民用水泵抽取地下水灌溉农田的场景，灌溉系统由电动机、水泵、输水钢管组成。图乙为灌溉系统示意图，地下水源水面距地表，安装水泵时将输水钢管竖直插入水井与地下水源连通，水管横截面积，水泵出水口离地表高度，水从管口以恒定速度沿水平方向喷出，管口截面上各处水流速相同，大小均为，水落到水平地面瞬间竖直速度减为零，水平速度保持不变。已知该灌溉系统的抽水效率，水的密度，取重力加速度大小，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 喷出的水在出水口和落地点之间的总体积为 B. 水泵每秒对水流做的功为 C. 水流对水平落地点的冲击力大小为 D. 电动机的输入功率为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．水流由出水口水平喷出到落地时间满足 因此喷出的水在出水口和落地点之间的总体积为 故A错误； B．每秒内水流质量 水泵每秒对水流做的功等于水机械能增加量 代入数据解得 W=185J 故B正确； C．水落地时竖直方向上满足 极短时间内，落地水的质量 对水由动量定理 得 故C正确； D．对电动机，每秒输出能量 则输入功率满足 解得 故D错误。 故选BC。 12. 如图所示，宽度为的水平宽导轨左侧平滑连接倾斜导轨，右侧连接宽度为的水平窄导轨，宽窄导轨区域分别有竖直向上的匀强磁场和，。一质量为、电阻为的导体棒静止在窄导轨区域，另一质量为、电阻为的导体棒由倾斜导轨h高处静止滑下。宽窄导轨长度足够，不计导轨电阻和一切摩擦，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 导体棒进入水平宽导轨时的速度 B. 两导体棒达到稳定状态后，导体棒的速度 C. 整个过程在导体棒上产生的焦耳热 D. 整个过程通过导体棒的电荷量 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．根据动能定理有 解得 故A正确； BD．两导体棒达到稳定状态时，设a、b导体棒的速度分别为，，则有 对a、b导体棒根据动量定理有 解得 ， 由于 解得 故B错误，D正确； C．根据能量守恒定律有 整个过程在导体棒上产生的焦耳热 解得 故C正确； 故选ACD。 三、实验题（13题6分，14题8分） 13. 某同学利用激光方向性和单色性好的特点，借助“插针法”测量一圆柱玻璃对特定频率的光的折射率。主要步骤如下： 如图甲所示，木板上固定好白纸，放好圆柱玻璃，在圆柱玻璃底面边界描点。调节左侧激光入射角，在激光照射到的位置竖直插针，使之恰好挡住光线，确定光路，如图乙所示。移除圆柱玻璃，确定圆柱横截面的圆心和圆周边界，作光路图。 （1）以下关于实验操作的描述中正确的是___________。 A. 为方便作图，可用铅笔环绕圆柱底部一周作圆周边界 B. 图乙中插针顺序依次为或 C. 插针时，和离圆柱玻璃近一些测量更准确 D. 若入射角过大，会发生全反射而观察不到出射光线 （2）如图丙所示，以入射点为圆心，适当长度为半径作圆，与入射光线和折射光线分别交于M、N两点，过M、N两点作法线的垂线分别交于P、Q两点，测得长度分别为，则折射率___________（用或表示） （3）若该同学在作图时，将圆柱体横截面半径画得略偏大，圆心仍是准确的，这样会导致折射率的测量值___________。（填“偏大”、“偏小”或“无影响”） 【答案】（1）C （2） （3）偏大 【解析】 【小问1详解】 A．应通过描点的方式，移除圆柱玻璃后再画圆周界面，A错误； B．实验采用的激光来确定光路，对插针顺序没有要求，B错误； C．和离圆柱玻璃近一些，使入射点和出射点更准确，C正确； D．第一次折射的折射角等于第二次折射的入射角，根据光路可逆原理，不会发生全反射现象，D错误。 故选C。 【小问2详解】 设所作圆形半径为r，由题意，入射角和折射角的正弦值分别为 ， 则折射率为 【小问3详解】 若将圆柱体横截面半径画得略偏大，但圆心仍是准确的，但入射角与折射角均减小，且折射角减小的更大，导致折射率的测量值偏大。 14. 如图（a）所示，恒流源输出的电流大小恒定，与电流表G的满偏电流相同，电流表G的内阻为。现对一只数字已模糊的电阻箱重新标记，将电阻箱和电流表G如图（a）接入电路，闭合开关，调整电阻箱的旋钮到不同位置，分别读出电流表G的示数I，根据电流表G的示数和不同旋钮位置可对电阻箱旋钮刻度进行标定。 （1）请你利用此电路分析出电阻箱接入电路的电阻与电流表的示数I之间的表达式___________。（结果用题中的字母表示） （2）某同学采用如图（b）虚线框中所示结构模拟恒流源，先闭合，断开，调节使电流表G满偏；然后保持的滑片位置不动，闭合，调整电阻箱的旋钮到不同位置，用（1）中相同的方法标定电阻值。为了减少误差，在选择电源与滑动变阻器时，应尽量选择电动势___________（填“大”或“小”）一些的电源。 （3）用图（b）所示电路进行测量时，的测量值将___________（填“偏大”或“偏小”），且电阻箱接入电路的阻值越大，误差将___________（填“越大”或“越小”或“不变”）。 【答案】（1） （2）大 （3） ①. 偏大 ②. 越小 【解析】 小问1详解】 电阻箱与电流表电压相等，则 得 【小问2详解】 为提高电路的稳定性，电源电动势应大一些。 【小问3详解】 [1]闭合，电路总电阻减小，干路电流的真实值大于测量值，则的测量值将偏大。 [2]电阻箱接入电路的阻值越大，总电阻的变化越小，总电流变化越小，误差将减小。 四、计算题（15题8分、16题8分、17题14分、18题16分） 15. 如图所示，“空气枪”是一款利用压缩空气将乒乓球射出的小玩具，深受小朋友们喜爱。其主要构件是由一塑料圆筒，圆筒左侧用弹性橡胶膜密封，圆筒下侧接一单向通气阀门（气体只能从外向内流动），阀门右侧连接一光滑塑料管。其使用方法是先用手拉动后面的橡胶膜，抽取一定量的空气后，迅速放手，橡胶膜在恢复原状的过程中压缩空气，从而产生内外压强差，空气从管口冲出形成冲力将乒乓球射出。已知“空气枪”在未使用前的容积为，拉动橡胶膜至释放前的容积变为，大气压强为，整个过程中“空气枪”中的空气温度等于环境温度不变。 （1）若橡胶膜恢复原状瞬间，球未射出，气体没有泄露，试求橡胶膜恢复原状瞬间“空气枪”内部空气压强。 （2）若某次发射中发现乒乓球射出距离偏小，经检测橡胶膜恢复原状瞬间，“空气枪”内部空气压强为，试求此时已泄露的空气质量与仍在“空气枪”内部的空气质量之比。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）以抽入气体后的空气枪内气体为研究对象，初始气体压强 气体体积 橡胶膜恢复原状时气体体积 气体做等温变化，由玻意耳定律得 解得橡胶膜恢复原状瞬间“空气枪”内部空气压强为 （2）以抽入气体后的空气炮内气体为研究对象，初始气体压强 气体体积 橡胶膜恢复原状时气体在瓶内的体积 已泄露的气体压强视为与内部相同为 设其体积为，气体做等温变化，由玻意耳定律得 解得 同压强下气体质量与体积成正比，则已泄露的空气质量与仍在“空气枪”内部的空气质量之比 解得 16. 据史载，战国时期秦楚之战中就有使用投石机的战例。最初的投石车结构很简单，一根巨大的杠杆，长端是用皮套或是木筐装载的石块，短端系上几十根绳索，当命令下达时，数十人同时拉动绳索，利用杠杆原理将石块抛出。某学习小组用如图所示的模型演示抛石过程。质量的石块装在长臂末端的口袋中，开始时口袋位于水平面并处于静止状态。现对短臂施力，当长臂转到与竖直方向夹角为时立即停止转动，石块以的速度被抛出后打在地面上，石块抛出点P离地面高度，不计空气阻力，重力加速度g取，求： （1）抛出后石块距离地面的最大高度； （2）在石块运动轨迹最高点左侧竖立一块长度的木板充当城墙挡住石块，木板离石块抛出点最近距离。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）石块抛出时沿竖直方向分速度为 则石块从抛出到最高点的高度为 抛出后石块距离地面的最大高度为 （2）当石块刚好被木板上端挡住时，木板离石块抛出点距离最近；石块从最高点到木板上端过程做平抛运动，竖直方向有 解得 石块从抛出到最高点所用时间为 石块抛出时的水平分速度为 则木板离石块抛出点最近距离为 17. 如图为竖直平面内的直角坐标系，x轴上方存在无穷大的竖直向上的匀强电场区域，电场强度为（大小未知）。x轴上方有矩形区域，下方有矩形区域，边与x轴重合，边的中点与坐标原点重合，矩形区域内存在水平向右的匀强电场，电场强度为，矩形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B。P点在a点正上方高h处，Q点与P点在同一水平线上，先将一质量为m的带电荷量的小球A，从Q点以某一初速度水平抛出，小球可以从Q匀速运动到P点进入磁场区域，经磁场偏转后从边进入矩形电场区域，在电场中做直线运动，速度方向与x轴正方向夹角为；又有另一质量仍为m的带电荷量的小球B，从边同一位置以相同的速度射入矩形电场，从边离开矩形区域时速度方向竖直向下。（已知重力加速度为） （1）求匀强电场的大小。 （2）求小球在抛出点Q的初速度。 （3）求矩形边的高度L； 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）匀速射入磁场，匀速过程中 故 （2）在匀强磁场中做匀速圆周运动，由几何关系知 故 又有 联立解得 （3）对A球，小球在电场中做直线运动，故小球所受合外力方向与射入电场速度方向共线，故有 由于小球B离开电场的矩形区域时，速度方向竖直向下，即离开电场时，小球B水平方向速度为零，小球B在水平方向上只受水平向左的电场力，水平初速度为 在竖直方向只受重力，竖直初速度为 可知小球B在水平方向做初速度为 加速度为g的匀减速直线运动，在竖直方向做初速度为 加速度为g的匀加速直线运动 由此可得 18. 如图所示，一水平传送带以的速度逆时针转动，其左端A点、右端B点分别与两光滑水平台面平滑对接，已知A、B两点间的距离，质量的小车放在光滑水平地面上，小车左端上表面与传送带右侧的光滑平台平滑对接，小车右端不远处是一固定的挡板。左边水平台面上有一质量的小物块，将小物块从压缩弹簧的右端由静止释放（小物块与弹簧不拴接，滑上传送带前已经脱离弹簧）。小物块以水平速度滑上小车，小车与右侧挡板发生弹性碰撞。物块与传送带之间、物块与小车之间的动摩擦因数均为0.3，重力加速度取，如果小车与挡板碰撞反弹后过一段时间能停下来，求： （1）弹簧最初储存的弹性势能； （2）小车右端与挡板的距离； （3）若物块始终未从小车上掉下，小车的最短长度是多少？ （4）若不改变其他条件，让质量为的小物块将弹簧压缩到相同位置由静止释放，传送带改为顺时针转动，求小车停下来时运动的总路程。 【答案】（1）；（2）；（3）；（4） 【解析】 【详解】（1）物块在传送带上一直减速运动，对小物块甲，从静止开始运动到B点，由动能定理有 代入数据解得 弹簧最初储存的弹性势能 （2）滑块滑上小车 运动过程中二者动量守恒，有 因为小车与挡板碰撞反弹后过一段时间能停下来，所以碰后滑块与小车动量大小相等，方向相反，则碰前滑块与小车动量相等，有 且碰前小车还在加速，代入数据解得 对小车，根据动能定理 解得小车右端与挡板的距离为 （3）设小车的长度的最小值为，自滑块A滑上小车至停止运动，由能量守恒 代入数据解得 （4）更换物块后，传送带顺时针转动，有 滑块滑上小车时初速度为 物块更换之后对小车 解得 第1次碰撞前小车的速度 根据动量守恒定律有 代入数据解得 第1次碰后小车向左匀减速，所受滑动摩擦力不变，则加速度不变，向左运动一段位移后速度减为0，然后再向右匀加速，假设小车与挡板发生第2次碰撞前，物块与小车已达到共速，则从第1次碰后到共速，根据动量守恒定律，有 代入数据解得 由于 可知假设成立，在共速前，滑块一直向右匀减速直到二者速度相等；从第1次碰后到第2次碰前此过程小车的路程为 从第2次碰后到第3次碰前，此过程小车的路程为 第3次碰后，根据动量守恒定律得 代入数据解得 第3次碰后到第4次碰前，则有 小车通过的路程 根据数学知识，当无限大时，可得小车通过的总路程为。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$